ヒト歯髄幹細胞の造骨性分化を誘導するPI 3-kinase/Aktシグナルの解析

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26462892
• Research Institution: Meikai University
• Principal Investigator: 片山 直 明海大学, 歯学部, 教授 (10105596)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田島 雅道 明海大学, 歯学部, 講師 (70130995) ; 菊地 寛高 明海大学, 歯学部, その他 (70234193) ; 梅村 直己 明海大学, 歯学部, 助教 (80609107) ; 村上 幸生 明海大学, 歯学部, 准教授 (00286014)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ヒト歯髄幹細胞 / 石灰化誘導

Outline of Annual Research Achievements

【研究目的】本研究はヒト歯髄幹細胞から安全で効率的、かつ安価に骨芽細胞へ分化誘導することで、臨床応用に限りなく近い硬組織再生療法を実現させる事である。
【当該年度に実施した研究成果】平成26年度の研究実施計画の通り、歯髄組織より歯髄幹細胞を分取し、その特徴を解析し基礎的データの採取を行った。
【具体的内容】歯髄幹細胞の表面抗原を特定し、特にCD44が高発現している事をフローサイトメトリーアナライシスで解明した。またウエスタンブロッティング法にてタンパクレベルでもCD44の発現を観察した。そこで、CD44のリガンドであるヒアルロン酸にて歯髄幹細胞を刺激した場合、どのように歯髄幹細胞が分化するか観察した。その結果、１週間培養したところアルカリフォスファターゼが有意に誘導される事をウエスタンブロッティング法とELIZA法にて明らかにした。
【意義と重要性】歯髄幹細胞はヒアルロン酸により石灰化が誘導される可能性が示唆された。今後はそのメカニズムを詳細に追っていく予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究目的であるヒト歯髄幹細胞から安全で効率的、かつ安価に骨芽細胞へ分化誘導することである。その一つの可能性として歯髄幹細胞の表面抗原であるCD44をヒアルロン酸で刺激すると歯髄幹細胞が石灰化誘導されることが分かった。今後、その石灰化誘導が骨芽細胞へ分化するのか骨形成へと向かうのか検証する必要がある。しかしながら、ヒアルロン酸が歯髄幹細胞を石灰化誘導する可能性が示唆されたことは大きな進歩であり、そのシグナル伝達経路を今後は解明していく

Strategy for Future Research Activity

まず、ヒアルロン酸により歯髄幹細胞が象牙芽細胞へ分化されるのか骨芽細胞へ分化するのかreal-time PCRにて象牙芽細胞の分化マーカーであるDSPPもしくDMP-1、そして骨芽細胞の分化マーカーであるBMP2とBMP4のmRNAレベルを調べどちらに分化誘導されるのか検証する。その後、そのシグナル伝達経路を調べる。まずは当初の予定どおり、PI3-kinase/Aktシグナルが活性化しているかウエスタンブロッティング法で検証し、PI3-kinase/Aktシグナルが活性化しているならば、その抑制剤、例えばAktリン酸化抑制剤LY294002を前投与しながらヒアルロン酸で刺激した場合、石灰化が抑制できるのか検証する予定である